Marcatura laser di PC-ABS e ASA: miscele per componenti automotive ed elettrodomestici

Marcatura laser di PC-ABS e ASA: miscele per componenti automotive ed elettrodomestici

Punti chiave

• Le miscele non si comportano come nessuno dei due polimeri di partenza: il rapporto cambia in modo sostanziale il comportamento alla marcatura.
• Entrambe si marcano facilmente senza additivo, perché sono aromatiche e carbonizzano bene.
• L'ASA sostituisce la fase butadienica con una gomma acrilica resistente agli agenti atmosferici, il che modifica la risposta termica.
• L'errore abituale è marcare troppo, non troppo poco.

Ben poca plastica per interni automobilistici o elettrodomestici è un polimero singolo. Le miscele di policarbonato–ABS dominano cruscotti, rivestimenti dei montanti, alloggiamenti e consolle perché uniscono la tenacità e la resistenza al calore del policarbonato alla lavorabilità e al costo inferiore dell'ABS. L'ASA compare ovunque serva la stessa estetica all'esterno. Entrambe si marcano bene ed entrambe vengono abitualmente qualificate come se fossero le resine di partenza, ed è qui che iniziano i problemi.

Che cosa cambia il rapporto di miscela

Il PC-ABS viene fornito in un'ampia gamma di rapporti, di solito da circa 50:50 a 70:30 a favore del policarbonato, e il rapporto spesso non è indicato sul disegno. Dovrebbe esserlo, perché sposta il risultato della marcatura:

Due gradi di «PC-ABS» di fornitori diversi possono quindi richiedere ricette sensibilmente diverse. Si consideri come materiale il grado specifico, non la famiglia di miscele.

ASA e perché viene specificato

L'ASA è strutturalmente un ABS con la fase di gomma butadienica sostituita da una gomma acrilica. Questa singola sostituzione elimina il punto debole che limita l'ABS all'esterno: il butadiene è vulnerabile all'attacco degli ultravioletti, con conseguente ingiallimento, sfarinamento e infragilimento. L'ASA mantiene colore e resistenza all'urto nel tempo con l'esposizione agli agenti atmosferici, ed è per questo che compare su alloggiamenti di specchietti esterni, griglie, attrezzature da giardino e antenne paraboliche.

Per la marcatura, le differenze pratiche sono modeste ma reali:

• Comportamento del contrasto simile all'ABS, poiché il contenuto aromatico di stirene e acrilonitrile è invariato.
• Stabilità termica leggermente migliore al bordo della marcatura, perché la gomma acrilica degrada meno facilmente del butadiene.
• L'invecchiamento della marcatura conta di più, perché i componenti in ASA sono specificati per l'uso esterno. Una marcatura leggibile all'assemblaggio va qualificata dopo l'esposizione agli ultravioletti, non data per permanente.

Indicazioni per la marcatura

• Partire dal basso. Entrambe le miscele carbonizzano facilmente, quindi il rischio è marcare troppo: un alone marrone, una deformazione superficiale o una fase di gomma degradata attorno all'elemento. Iniziare sotto l'impostazione attesa e salire gradualmente.
• Aumentare la velocità anziché ridurre la potenza quando la marcatura è troppo aggressiva, il che preserva la definizione riducendo l'energia.
• Tenere le marcature lontane da punti di iniezione e linee di giunzione. Il contenuto di policarbonato comporta un rischio di crazing da sforzo, e il crazing può comparire ore o giorni dopo la marcatura anziché alla macchina.
• Qualificare per colore. Queste miscele sono utilizzate in un'ampia gamma di colori, e il pacchetto di pigmenti sposta il risultato tanto quanto il rapporto di miscela.
• Verificare separatamente la variante ignifuga. I gradi FR di PC-ABS sono comuni negli elettrodomestici e nell'elettronica, e il pacchetto FR modifica sia l'assorbimento sia il comportamento di carbonizzazione.
• Riesaminare dopo 24 ore durante la qualifica, in modo che il crazing ritardato venga individuato prima del rilascio anziché sul campo.

Problemi comuni

Decorazione e incollaggio di queste miscele

La marcatura è raramente l'unica operazione a valle su un componente automotive o di elettrodomestico, e anche qui le miscele si comportano diversamente dai polimeri di partenza:

• L'energia superficiale è moderata anziché bassa, quindi il pretrattamento riguarda di solito pulizia e uniformità anziché portare l'energia da zero come sul polipropilene. Verificare con un controllo dell'angolo di contatto o con dyne anziché darlo per scontato.
• La sensibilità ai solventi è ereditata da entrambi i polimeri di partenza. Detergenti e promotori di adesione vanno qualificati su campioni sollecitati, poiché sia il policarbonato sia l'ABS sviluppano crazing a contatto con solventi quando sono sotto sforzo.
• La verniciatura è comune e generalmente ha successo, ed è per questo che queste miscele dominano i rivestimenti interni verniciati, ma sui gradi a più alto contenuto di ABS si specificano spesso ancora promotori di adesione.
• La placcatura è possibile sui gradi a più alto contenuto di ABS, perché la fase butadienica può essere attaccata chimicamente per l'ancoraggio meccanico. Un maggiore contenuto di policarbonato riduce tale capacità.

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Domande frequenti

Il PC-ABS richiede un additivo laser?

Normalmente no. Entrambi i polimeri di partenza sono aromatici e carbonizzano facilmente, quindi il PC-ABS offre un buon contrasto scuro con un laser a fibra senza ausili. Il problema ingegneristico è il contenimento più che l'assorbimento: marcare troppo produce un alone marrone e altera la lucentezza superficiale, quindi la ricetta si sviluppa di solito scendendo da un punto di partenza troppo aggressivo anziché salendo da zero.

Perché due gradi di PC-ABS si marcano in modo diverso?

Per il rapporto di miscela, che comunemente non è indicato sul disegno. I gradi vanno da circa 50:50 a 70:30 a favore del policarbonato, e un maggiore contenuto di policarbonato dà una resa in char più alta e una finestra di processo termica più ampia, mentre un maggiore contenuto di ABS la restringe e aumenta l'ingiallimento attorno alla marcatura. Qualificare il grado specifico e non la famiglia di miscele.

Qual è la differenza tra ABS e ASA per la marcatura?

L'ASA sostituisce la fase di gomma butadienica con una gomma acrilica, nettamente più resistente agli agenti atmosferici. Il contrasto di marcatura è simile perché il contenuto aromatico è invariato, e la qualità del bordo è leggermente migliore perché la gomma acrilica degrada meno facilmente del butadiene. La differenza importante è a valle: i componenti in ASA sono usati all'esterno, quindi la marcatura va qualificata dopo l'esposizione agli ultravioletti.

Perché compaiono cricche attorno alle marcature un giorno dopo la lavorazione?

Crazing da sforzo dovuto al contenuto di policarbonato, in cui l'apporto termico della marcatura si somma alle tensioni residue dello stampaggio. Si sviluppa nel tempo anziché comparire subito, perciò un componente può superare l'ispezione alla macchina e non superare il turno successivo. Tenere le marcature lontane da punti di iniezione e linee di giunzione, ridurre l'energia per passata e inserire nella qualifica una riverifica a 24 ore.

I gradi ignifughi di PC-ABS si marcano allo stesso modo?

No. I pacchetti FR sono comuni nelle applicazioni per elettrodomestici ed elettronica e modificano sia l'assorbimento sia il comportamento di carbonizzazione, talvolta in modo sostanziale. Una ricetta sviluppata su PC-ABS standard può dare un contrasto molto diverso sulla versione FR dello stesso grado, quindi la si qualifichi separatamente e si consideri una modifica del pacchetto FR come motivo di riqualifica.

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